ИЗУЧЕНИЕ МЕХАНИЗМОВ НИТРАТ-ОПОСРЕДОВАННОЙ РЕГУЛЯЦИИ РАЗВИТИЯ СИМБИОТИЧЕСКИХ КЛУБЕНЬКОВ У ГОРОХА ПОСЕВНОГО (PISUM SATIVUM L.) И ЛЮЦЕРНЫ СЛАБОУСЕЧЕННОЙ (MEDICAGO TRUNCATULA GAERTN.) С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ГЕНОМНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ (заключительный)

Проект направлен на изучение механизмов системного контроля развития симбиотических клубеньков с участием нитрат-регулируемых пептидов CLE и CEP, а также изучение роли этих пептидов в контроле поглощения нитрата из почвы у бобовых растений - люцерны слабоусеченной и у гороха посевного. Объектом исследования являются ключевые компоненты генетических систем гороха и люцерны, ответственные за оценку азотного статуса бобовых растений. Цель работы - идентификация регулируемых нитратом пептидов CLE и CEP у люцерны слабоусеченной Medicago truncatula и у гороха посевного Pisum sativum, а также описание молекулярных механизмов их действия при клубенькообразовании и развитии растения. В работе использованы стандартные методы молекулярной биологии, такие как ПЦР, в том числе в реальном времени, секвенирование, клонирование фрагментов в векторах, а также разнообразные методы биоинформатики. Цель данного этапа проекта – анализ разнообразия регуляторных молекул CLE и CEP у гороха посевного Pisum sativum, а также описание молекулярных механизмов действия данных пептидов при клубенькообразовании и развитии растений гороха и люцерны слабоусечённой Medicago truncatula. На данном этапе работы изучены гены PsSym29 и PsNRLK1, кодирующих рецепторы CLE-пептидов, у гороха посевного. Показано, что разнообразие данных генов в популяции гороха не оказывает влияния на параметры хозяйственно-значимых признаков у растений, выращенных в условиях инокуляции клубеньковыми бактериями. Впервые в мире секвенирован геном мутанта гороха по гену fas, а также описан фенотип клубенькообразования данного мутанта. Также секвенирован транскриптом корневой системы мутанта гороха по гену fas и исходного генотипа при инокуляции клубеньковыми бактериями и при воздействии нитрата, что позволило описать роль гена FAS в клубеньковом симбиозе и в ответе растений гороха на нитрат в субстрате. С помощью подходов метаболомики проведена оценка уровня азотсодержащих соединений у трансгенных растений люцерны с искусственно повышенной экспрессией гена MtCLE35. Показано, что ген MtCLE35 задействован не только в контроле развития симбиотических клубеньков, но и в других нитрат-регулируемых процессах, в частности, процессах накопления азота в растениях. Результаты работы будут способствовать расширению понимания механизмов нитрат-опосредованной регуляции развития растений и станут основой для дальнейших исследований.